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爱因斯坦留下世界级难题：中国量子空前大突破

“墨子号”量子科学实验卫星上有三台光学有效载荷，量子纠缠光源制备成对的纠缠光子，并由两台光学天线发送。当卫星过境时，两台望远镜分别指向德令哈和丽江地面站，两个地面站的接收系统按照卫星飞行角速度，随着卫星转动，使得卫星同时与两个地面站建立量子信道，将纠缠光子发送到地面站。紧接着地面站对光子进行纠缠测量，符合统计数足够多的情况下，即可验证贝尔不等式成立与否。

墨子号量子科学实验卫星

此次实验中，两个地面站相距1200公里，卫星到两个地面站的总距离平均为2000公里，地面站跟瞄精度达到0.4urad，地面站系统接收效率大于20%。

卫星上的纠缠源每秒可产生800万个纠缠光子对，建立光链路可以以每秒1对的速度在地面超过1200公里的两个站之间建立量子纠缠，使得大量的统计数据可以在很短时间内得到。如果在这么长的距离上用光纤传输光子，即使选用超低损耗光纤，分发一对光子需3万年。

实验中，两个光子被拉开足够大的距离，同时高精度的实验技术保证两地的独立测量时间间隔足够小，满足了Bell不等式测量中“类空间隔”的测量要求，关闭了局域性漏洞和测量选择漏洞。实验结果表明，以4倍标准偏差违背了贝尔不等式，也就是说，以超过99.9%的置信度在千公里距离上验证了量子力学的正确性。

实现了严格满足“爱因斯坦定域性条件”的量子力学非定域性检验。这一重要成果为未来开展大尺度量子网络和量子通信实验研究，以及开展外太空广义相对论、量子引力等物理学基本原理的实验检验奠定了可靠的技术基础。

相关成果以封面论文的形式发表在国际权威学术期刊《科学》杂志上。除了量子纠缠分发实验外，“墨子号”量子科学实验卫星的其它重要科学实验任务，包括高速星地量子密钥分发、地星量子隐形传态等，也在紧张顺利地进行中，预计今年会有更多的科学成果陆续对公众发布。

2016年11月28日，在河北兴隆观测站，“墨子号”量子科学实验卫星过境

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